2.1合成纤维全解PPT课件
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合成纤维PPT
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中空纤维
➢ 中空纤维的保暖性和蓬松性优良，某些 中空纤维还具有特殊用途，如制作反渗 透膜，用于人工肾脏、海水淡化、污水 处理、硬水软化、溶液浓缩等。
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复合纤维
❖ 复合纤维是指用两种或 两种以上不同的高分子 物粘并成为一根纤维。 复合纤维最突出的特点 是大多数都具有三维空 间的立体卷曲，所以具 有高度蓬松性、延伸性 和覆盖能力。
❖ 市场上销售的涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、氨纶等都属于合 成纤维。
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2
合成纤维的分类
❖ 聚酯类纤维——聚对苯二甲酸乙二酯纤维（涤纶）、各类 改性聚酯纤维等。
❖ 聚酰胺类纤维——聚酰胺6纤维（锦纶6）、聚酰胺66纤维 （锦纶66）、聚酰胺1010纤维（锦纶1010）、芳香族聚 酰胺纤维（芳纶）等。
❖ 聚烯烃类纤维——聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚丙烯纤维 （丙纶）、聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）、聚氯乙烯纤维 （氯纶）、聚乙烯纤维（乙纶纤维）等。
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❖ 目前全世界化学纤维生产中短纤维的产量高 于长丝。根据纤维特点，有些品种（如锦纶） 以生产长丝为主；有些品种（如腈纶）则以 生产短纤维为主；而有些品种（如涤纶）则 长丝与短纤维比例比较接近。
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第二节 涤纶（PET）
❖ 涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维（Polyethylene Terephthalate Fiber， PET Fiber）的商品名称，英 国商品名为特丽纶（Terylene），美国商品名为达可 纶(Dacron)。
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16
二、涤纶的结构
1．涤纶的形态结构 ❖ 在一般光学显微镜下观察，普通涤纶的纵向为光滑、均匀、
无条痕的圆柱体，横截面为圆形。
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人教版高中化学必修2课件 合成纤维
合成纤维
2.锦纶（聚酰胺，第二位）
易染色
3.腈纶（聚丙烯腈）
性质类似羊毛（合成羊毛），用途广，来 源丰富，发展快。
合成纤维
四、成纤高聚物的特征 线型高分子 具有较高的拉伸强度和适宜的延 伸度。
合成纤维
四、成纤高聚物的特征 具有适宜相对分子质量 过高不易加工，过低者性能不好。
主要成纤高聚物的相对分子质量
高聚物 相对分子质量 高聚物 聚乙烯醇 相对分子质量 60000-80000 聚酰胺-6或-66 16000-22000
聚酯
聚丙烯腈
16000-20000
50000-80000
全同聚丙烯
180000300000
合成纤维
四、成纤高聚物的特征
分子链间必须有足够的次价力
分子间次价力越大，纤维的强度 越高。
再纤维素纤维 二醋酯纤维 三醋酯纤维
合成纤维ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ合成纤维
杂纤维 碳链纤维
等……
聚酰胺纤维 聚酯纤维 聚氨酯纤维 等……
聚丙烯睛纤维
聚乙烯醇缩醛纤维
合成纤维 三、三大合成纤维
1.涤纶（聚酯为基 础，产量第一位） （1）抗皱性、保形性、耐热性、电绝缘 ，织物易洗、快干、免熨。 （2）不需混纺，不起球。 （3）染色比锦纶差。
知识点——合成纤维
合成纤维 一、合成纤维定义： 合成纤维
由合成的高分子化合物加工制成的纤维。根 据大分子主链的化学组成，又分为杂链纤维和 碳链纤维两类。
合成纤维
二、纤维的分类
按来源分类
天然纤维 棉花、 羊毛、 蚕丝、 麻 等…… 人 造 纤 维
化学纤维 合 成 纤 维
合成纤维
人造纤维
再生蛋白质纤维 再生纤维素纤维 粘胶纤维 铜氨纤维
2.1合成纤维全解PPT课件
nHOOC（CH2）4COOH ＋ nH2N（CH2）6NH2 n－OOC （CH2）4CO HN（CH2）6NH3+
n－OOC （CH2）4CO HN（CH2）6NH3+ HO－OC （CH2）4CO HN（CH2）6NH－n H ＋ （2n－1）H2O
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二、聚酰胺的结构
1. 聚酰胺是没有庞大侧基的线型高分子，中间的脂肪链是通 过酰胺键相连的分子两端有氨基和羧基，具有一定的吸湿 性和染色性。
8
4. 结晶结构 用于纺制纤维的聚合物一般都要求是半结
晶结构的聚合物。结晶区的存在使纤维具有较 高的强度和模量，而非结晶区的存在使纤维具 有一定的弹性、耐疲劳性和染色性。半结晶结 构能使原来排列不规整的分子链，经过拉伸取 向而沿着纤维轴进行有序排列的这种状态固定 下来。 成纤高聚物应具有可溶性和熔融性 只有这样 才能将高聚物溶解或熔融成溶液或熔体，再经 纺丝、凝固或冷却形成纤维，否则就不能进行 纺丝。
三、聚丙烯腈纤维的物理性质 柔软、保暖“合成羊毛”
13
14ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、干法纺丝 也需要将聚合物溶解在溶剂中 配成纺丝溶液，而后段过程与 熔体纺丝相似，从喷丝头挤压 出来的细流不是进入凝固浴， 而是导入纺丝甬道，在甬道中 利用热空气使细流中的溶剂挥 发而凝固成纤维。
15
16
三、成纤聚合物的力学状态
合成纤维一般都具有机械强度高、耐磨性能好、 密度轻、耐酸、耐碱、耐氧化剂以及不易霉蛀等特 点，但也存在吸湿低、透气性差、容易产生静电、 易沾污、不易染色等缺点，为了提高纤维的使用性 能，必须了解各种纤维的结构和性能。
合成纤维
杂链纤维
聚酰胺纤维 聚酯纤维
聚氨酯纤维 等……
碳链纤维
n－OOC （CH2）4CO HN（CH2）6NH3+ HO－OC （CH2）4CO HN（CH2）6NH－n H ＋ （2n－1）H2O
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二、聚酰胺的结构
1. 聚酰胺是没有庞大侧基的线型高分子，中间的脂肪链是通 过酰胺键相连的分子两端有氨基和羧基，具有一定的吸湿 性和染色性。
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4. 结晶结构 用于纺制纤维的聚合物一般都要求是半结
晶结构的聚合物。结晶区的存在使纤维具有较 高的强度和模量，而非结晶区的存在使纤维具 有一定的弹性、耐疲劳性和染色性。半结晶结 构能使原来排列不规整的分子链，经过拉伸取 向而沿着纤维轴进行有序排列的这种状态固定 下来。 成纤高聚物应具有可溶性和熔融性 只有这样 才能将高聚物溶解或熔融成溶液或熔体，再经 纺丝、凝固或冷却形成纤维，否则就不能进行 纺丝。
三、聚丙烯腈纤维的物理性质 柔软、保暖“合成羊毛”
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14ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、干法纺丝 也需要将聚合物溶解在溶剂中 配成纺丝溶液，而后段过程与 熔体纺丝相似，从喷丝头挤压 出来的细流不是进入凝固浴， 而是导入纺丝甬道，在甬道中 利用热空气使细流中的溶剂挥 发而凝固成纤维。
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三、成纤聚合物的力学状态
合成纤维一般都具有机械强度高、耐磨性能好、 密度轻、耐酸、耐碱、耐氧化剂以及不易霉蛀等特 点，但也存在吸湿低、透气性差、容易产生静电、 易沾污、不易染色等缺点，为了提高纤维的使用性 能，必须了解各种纤维的结构和性能。
合成纤维
杂链纤维
聚酰胺纤维 聚酯纤维
聚氨酯纤维 等……
碳链纤维
合成纤维第一章课件ppt
谢 谢！
让我们共同进步
2021/3/10
41
2021/3/10
6
二、合成纤维的发展
我国早在南宋，就有记载，周去 非的《岭外代答》一书记述，广西某县 枫树上有“食叶之虫”称做“丝虫”， 它的外形“似蚕而呈赤黑色”，每当五 月（农历）间“虫腹如蚕之熟”，当地 人就捉回用醋浸渍，然后剖开虫腹取出 丝素，在醋中牵引成丝，一虫可得丝长 6-7尺，这种从野蚕身上抽丝的方法， 堪称是人类人工制丝技术最早的事实。
2021/3/10
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三、纤维的分类
按来源分类
天然纤维 棉花、 羊毛、 蚕丝、 麻 等……
2021/3/10
化学纤维
人
合
造
成
纤
纤
维
维
16
植物纤维 棉纤维 麻纤维
棉纤维
麻纤维
天然纤维
包括
动物纤维
羊毛 蚕丝
毛纤维
2021/3/10
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人造纤维
再生蛋白质纤维
再生纤维素纤维 粘胶纤维 铜氨纤维
再生纤维素纤维 二醋酯纤维 三醋酯纤维
聚丙烯纤维(PP) ，
丙纶、Pylen、Meraklon
聚间苯二甲酰间苯二胺纤维
芳纶1313、Nomex
2021/3/10
22
超高分子量聚乙烯纤维(UHMW-PE) Spectra 900、Dyneema
聚乙烯醇缩甲醛 维纶、维尼纶、Kuralon、Mewlon
聚氯乙烯纤维(PVC) 氯纶、Leavil、Rhovyl
人造纤维
以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加 工而制得的纤维。
2021/3/10
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合成纤维
杂链纤维
让我们共同进步
2021/3/10
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二、合成纤维的发展
我国早在南宋，就有记载，周去 非的《岭外代答》一书记述，广西某县 枫树上有“食叶之虫”称做“丝虫”， 它的外形“似蚕而呈赤黑色”，每当五 月（农历）间“虫腹如蚕之熟”，当地 人就捉回用醋浸渍，然后剖开虫腹取出 丝素，在醋中牵引成丝，一虫可得丝长 6-7尺，这种从野蚕身上抽丝的方法， 堪称是人类人工制丝技术最早的事实。
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三、纤维的分类
按来源分类
天然纤维 棉花、 羊毛、 蚕丝、 麻 等……
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化学纤维
人
合
造
成
纤
纤
维
维
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植物纤维 棉纤维 麻纤维
棉纤维
麻纤维
天然纤维
包括
动物纤维
羊毛 蚕丝
毛纤维
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人造纤维
再生蛋白质纤维
再生纤维素纤维 粘胶纤维 铜氨纤维
再生纤维素纤维 二醋酯纤维 三醋酯纤维
聚丙烯纤维(PP) ，
丙纶、Pylen、Meraklon
聚间苯二甲酰间苯二胺纤维
芳纶1313、Nomex
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超高分子量聚乙烯纤维(UHMW-PE) Spectra 900、Dyneema
聚乙烯醇缩甲醛 维纶、维尼纶、Kuralon、Mewlon
聚氯乙烯纤维(PVC) 氯纶、Leavil、Rhovyl
人造纤维
以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加 工而制得的纤维。
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合成纤维
杂链纤维
合成纤维培训PPT课件
高聚物合成技术
第五章
合成纤维
精品文档
1
整体概况
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2
第五章 合成纤维
教学目标
知识目标
1.学习掌握纤维 的分类、性能及应 用；
2.掌握聚酯纤维、 锦纶纤维、腈纶纤 维、聚丙烯纤维的 生产技术、结构、 性能及应用。
羊毛 蚕丝
精品文档
14
第二节 天然纤维
棉纤维
主要成分是 纤维素、水分、 脂肪、蜡质、 蛋白质、果胶 及灰分等。
性质 强度较 低，延伸率 较低，但湿 强度较高。
精品文档
15
第二节 天然纤维
麻纤维
以苎麻纤维和亚麻纤维为主。 “轻如蝉翼，薄如宣纸，平如水镜，细如罗绢”
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16
第二节 天然纤维
麻纤维
长丝光泽优雅，手感柔软，酷似真丝， 制作织物，用于衣服及室内装饰，也可用 于香烟滤嘴材料。短纤维用于与棉、毛或 合成纤维混纺，但湿态强度低。而中空纤 维具有透析功能，可用于医疗化工净化与 分离等。
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27
第三节 人造纤维
醋酯纤维
三醋酯纤维 三醋酯纤维耐热性较好，，但湿态强 度低，回潮率仅为3.2%，耐磨性差。
③发展：高湿模量粘胶纤维（富强纤维），干、湿强度都比普通粘 胶纤维高，同时缩水率相应降低，在坚牢度、耐水洗性、抗皱性和 形状稳定性方面更接近优质棉。
精品文档
25
第三节 人造纤维
醋酯纤维
又称醋酸纤维素纤维，是以醋酸纤 维素为原料经纺丝而制得的人造纤维 。
第五章
合成纤维
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第五章 合成纤维
教学目标
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1.学习掌握纤维 的分类、性能及应 用；
2.掌握聚酯纤维、 锦纶纤维、腈纶纤 维、聚丙烯纤维的 生产技术、结构、 性能及应用。
羊毛 蚕丝
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第二节 天然纤维
棉纤维
主要成分是 纤维素、水分、 脂肪、蜡质、 蛋白质、果胶 及灰分等。
性质 强度较 低，延伸率 较低，但湿 强度较高。
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第二节 天然纤维
麻纤维
以苎麻纤维和亚麻纤维为主。 “轻如蝉翼，薄如宣纸，平如水镜，细如罗绢”
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第二节 天然纤维
麻纤维
长丝光泽优雅，手感柔软，酷似真丝， 制作织物，用于衣服及室内装饰，也可用 于香烟滤嘴材料。短纤维用于与棉、毛或 合成纤维混纺，但湿态强度低。而中空纤 维具有透析功能，可用于医疗化工净化与 分离等。
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第三节 人造纤维
醋酯纤维
三醋酯纤维 三醋酯纤维耐热性较好，，但湿态强 度低，回潮率仅为3.2%，耐磨性差。
③发展：高湿模量粘胶纤维（富强纤维），干、湿强度都比普通粘 胶纤维高，同时缩水率相应降低，在坚牢度、耐水洗性、抗皱性和 形状稳定性方面更接近优质棉。
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第三节 人造纤维
醋酯纤维
又称醋酸纤维素纤维，是以醋酸纤 维素为原料经纺丝而制得的人造纤维 。
合成纤维.pptx
2019-10-22
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第三节 人造纤维
醋酯纤维
二醋酯纤维
长丝光泽优雅，手感柔软，酷似真丝， 制作织物，用于衣服及室内装饰，也可用 于香烟滤嘴材料。短纤维用于与棉、毛或 合成纤维混纺，但湿态强度低。而中空纤 维具有透析功能，可用于医疗化工净化与 分离等。
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的工艺路线
水分馏塔 水
浆料混合器（4）聚合原理熔化槽
乙 二
醇
酯化
酯交换
甲醇分馏
回
预缩聚 中等粘度缩聚
塔
甲醇 收
废乙二醇 排出蒸汽冷凝
废 液
结晶干燥 熔融挤压机
造粒 结晶 固相缩聚
高粘度的最终反应器 成型
纺丝长丝加工 成
型
中粘度切片 料仓
高粘度切片 料仓
成
型
纺丝拉伸
短纤维
织物和工业 用丝
薄膜片基 瓶 子 容 器 塑 料
DMT
乙二醇
2019-10-22
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第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺
1．聚酯合成 的工艺路线
酯交换聚酯路线
对苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路线
环氧乙烷酯化聚酯路线
2019-10-22
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第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺
1．聚酯合成 的工艺路线
（1）酯交换聚酯路线
（1）酯交换法连续生产聚酯工艺
酯交换法连续生产聚酯工艺包括酯交换、 预缩聚、缩聚等过程。
2019-10-22
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第四节 聚酯纤维
二、聚酯纤维的生产原理与工艺 2．聚对苯二甲酸（乙1二）醇酯酯交的换生法产连工续艺生产聚酯工艺
服装材料学课件合成纤维.
2.工业上：轮胎帘子线，渔网、绳索，滤 布，缘绝材料等。是目前化纤中用量最大 的 。涤纶具有极优良的定形性能。
涤纶的物理、化学性能：
1、强度高。耐冲击强度比锦纶高4倍，比粘胶纤维高 20倍 2、弹性好。耐皱性超过其他纤维，即织物不折皱，尺 寸稳定性好。 3、耐热性好。将它放在100℃温度下经过20天后，强 力丝毫无损。 4、吸湿性差。涤纶表面光滑，内部分子排列紧密，分 子间缺少亲水结构，因此回潮率很小，吸湿性能差。 5、耐磨性好。耐磨性仅次于耐磨性最好的锦纶。 6、耐光性好。耐光性仅次于腈纶。 7、耐腐蚀。可耐漂白剂、氧化剂、烃类、酮类、石油 产品及无机酸。耐稀碱，不怕霉。 8、染色性较差。涤纶纶由于表面光滑，内部分于排列 紧密，分子间又缺少亲水结构，因此，吸湿性极差， 染色性同样也较差。
5．耐酸耐碱性 丙纶有较好的耐化学腐蚀性，除了 浓硝酸，浓的苛性钠外，丙纶对酸和碱抵抗性能良好， 所以适于用作过滤材料和包装材料。 6．耐光性等 丙纶耐光性较差，热稳定性也较差， 易老化，不耐熨烫。但可以通过在纺丝时加入防老华 剂，来提高其抗老化性能。此外，丙纶的电绝缘性良 好，但加工时易产生静电。 7．强度高 丙纶弹力丝强度仅次于锦纶，但价格却 只有锦纶的1/3；制成织物尺寸稳定，耐磨弹性也不 错，化学稳定性好。但热稳定性差，不耐日晒，易于 老化脆损，为此常在丙纶中加入抗老化剂。
5．耐光性和耐热性 对光、热较敏感，导致锦纶变 黄、发脆，所以锦纶的耐光性和耐热性较差，不宜制 作户外用织物。此外，锦纶耐腐蚀、不怕霉，不怕虫 蛀。
6.弹性 锦纶织物的弹性及弹性恢复性极好，但小外力
3.腈纶
腈纶是聚丙烯脂纤维在我国的商品名。是仅次于 涤纶和锦纶的合成纤维品种。它柔软、轻盈、保暖、 耐腐蚀、耐光似羊毛的短纤维，有“人造羊毛”之称。 它虽比羊毛轻10％以上，但强度却大2倍多。腈纶不 但不会发霉和被虫蛀，并对日光的抵抗性也比羊毛大 1倍，比棉花大10倍。因此它特别适合制造帐篷、炮 衣、车篷、幕布、窗帘等室外织物。可纯纺（如腈纶 毛线）或与羊毛混纺制毛线、毛织物等。用它制成的 毛线特别是轻软的膨体绒线早就为人们所喜爱。
涤纶的物理、化学性能：
1、强度高。耐冲击强度比锦纶高4倍，比粘胶纤维高 20倍 2、弹性好。耐皱性超过其他纤维，即织物不折皱，尺 寸稳定性好。 3、耐热性好。将它放在100℃温度下经过20天后，强 力丝毫无损。 4、吸湿性差。涤纶表面光滑，内部分子排列紧密，分 子间缺少亲水结构，因此回潮率很小，吸湿性能差。 5、耐磨性好。耐磨性仅次于耐磨性最好的锦纶。 6、耐光性好。耐光性仅次于腈纶。 7、耐腐蚀。可耐漂白剂、氧化剂、烃类、酮类、石油 产品及无机酸。耐稀碱，不怕霉。 8、染色性较差。涤纶纶由于表面光滑，内部分于排列 紧密，分子间又缺少亲水结构，因此，吸湿性极差， 染色性同样也较差。
5．耐酸耐碱性 丙纶有较好的耐化学腐蚀性，除了 浓硝酸，浓的苛性钠外，丙纶对酸和碱抵抗性能良好， 所以适于用作过滤材料和包装材料。 6．耐光性等 丙纶耐光性较差，热稳定性也较差， 易老化，不耐熨烫。但可以通过在纺丝时加入防老华 剂，来提高其抗老化性能。此外，丙纶的电绝缘性良 好，但加工时易产生静电。 7．强度高 丙纶弹力丝强度仅次于锦纶，但价格却 只有锦纶的1/3；制成织物尺寸稳定，耐磨弹性也不 错，化学稳定性好。但热稳定性差，不耐日晒，易于 老化脆损，为此常在丙纶中加入抗老化剂。
5．耐光性和耐热性 对光、热较敏感，导致锦纶变 黄、发脆，所以锦纶的耐光性和耐热性较差，不宜制 作户外用织物。此外，锦纶耐腐蚀、不怕霉，不怕虫 蛀。
6.弹性 锦纶织物的弹性及弹性恢复性极好，但小外力
3.腈纶
腈纶是聚丙烯脂纤维在我国的商品名。是仅次于 涤纶和锦纶的合成纤维品种。它柔软、轻盈、保暖、 耐腐蚀、耐光似羊毛的短纤维，有“人造羊毛”之称。 它虽比羊毛轻10％以上，但强度却大2倍多。腈纶不 但不会发霉和被虫蛀，并对日光的抵抗性也比羊毛大 1倍，比棉花大10倍。因此它特别适合制造帐篷、炮 衣、车篷、幕布、窗帘等室外织物。可纯纺（如腈纶 毛线）或与羊毛混纺制毛线、毛织物等。用它制成的 毛线特别是轻软的膨体绒线早就为人们所喜爱。
《合成纤维》教学课件
8%~9%
干喷湿纺
11
3.1 芳香族聚酰胺纤维
PPTA纤维的优点 PPTA纤维的优点
• 高拉伸强度、高拉伸模量、低密度、优良吸能性和减震 、耐磨、耐冲击、抗疲劳、尺寸稳定等优异的力学和动 态性能； • 良好的耐化学腐蚀性； • 高耐热、低膨胀、低导热、不燃、不熔等突出的热性能 ； • 优良的介电性能。
进 一 步 改 性
CO O B CO COOCH2CH2O
CO
O B CO
COOCH2CH2O E 第三单体
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合成原料：芳香族二元酚、二元酸、 合成原料：芳香族二元酚、二元酸、羟基酸
3.2芳香族聚酯纤维 芳香族聚酯纤维
例如美国金刚砂和日本住友化学公司开发的Ekonol，分 子中引入联苯结构 联苯结构，纤维强度为4.1GPa，模量134GPa。 联苯结构 存在问题：①产业化产品不多 ②纺丝采用熔融液晶成 存在问题： 形，初生丝力学性能较低，要经过长时间的热处理， 纤维性能才能上升，因此能耗大，生产效率低。 。
PPTA纤维具有高强度、高模量、高耐热 性，但其液晶纺丝技术复杂、价格太高 采用酯基取代酰胺基， 采用酯基取代酰胺基，制备芳香族聚酯结 采用熔体纺丝取代液晶纺丝？ 构，采用熔体纺丝取代液晶纺丝？ 最 简 单 结 构 聚对羟基苯甲酸 聚对苯撑对苯二甲酸 酯
O CO n
O
O CO
CO n
但化学结构刚性太强，不仅熔融温度比分解温度高， 但化学结构刚性太强，不仅熔融温度比分解温度高， 而且也不溶解于强酸之类溶剂中，只能烧结成形。 而且也不溶解于强酸之类溶剂中，只能烧结成形。
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3.2芳香族聚酯纤维 芳香族聚酯纤维
熔融纺丝
降低刚性—— 用共聚方法导入不规整分子基 团或柔性基团？ DuPont公司提出 公司提出PET与对羟基苯甲酸共聚，得到 与对羟基苯甲酸共聚， 公司提出 与对羟基苯甲酸共聚 得到X7G纤维 纤维(1976) ，熔点显著降低，但其强度和模量不太高 熔点显著降低， 纤维
合成纤维优秀课件
三. 纤维的主要性能指标
a.线密度（纤度）： 线密度为表示纤维粗细程度的指标。 线密度—指一定长度纤维所具有的重量，
其单位名称为“tex”—特（克斯），1/10 称为分特（克斯），单位符号dtex 。 1000m长纤维重量的克数称为“特”。 支数—单位重量的纤维所具有的长度。对 于同一种纤维，支数越高，纤维越细。
合成纤维
教学内容
4.1 概述 4.2 通用合成纤维 4.3 高性能合成纤维 4.4 功能合成纤维
4.1 概述
一、发展概况 二、 成纤高分子物条件
三、 纺丝方法 四、合成纤维分类
五、其它纤维
一、纤维的概述
1938年美国杜邦公司的Carothers发明了尼龙66纤维后， 推动了普通合成纤维的大发展，而首先问世的特种纤维是 1954年杜邦公司的聚四氟乙烯纤维和1955年美困海军研 究室的熔喷法超细纤维，然而真正推动世界高科技纤维发 展的是l963年杜邦公司实现聚间苯二甲酰间苯二胺纤维中 试生产之后，才促进各类耐高温纤维的发展，1968年杜 邦公司发明了中空纤维分离膜和聚对苯二甲酰对苯二胺溶 致性液晶纤维并在20世纪70年代产业化，从此开始了高 科技纤维的全面发展。80年代初，发达国家开始把投资重 点转向高科技纤维，并将传统合成纤维转移至第三世界国 家，到l994年发达国家普通合成纤维的产量首次低于发展 中国家，却垄断／高科技纤维的主要品种，并在各支柱产 业如航空航天、汽车、石化、能源、新型建树、环保、电 子与信息产业、国防军工等，保持领先水平。
b. 断裂强度及断裂伸长率：
断裂强度—纤维在连续增加负荷的作用 下，直至断裂所能承受的最大负荷与纤 维的线密度之比。
断裂强度高，纤维在加工过程中不易断 头、绕辊，纱线和织物牢度高；断裂强 度太高，纤维刚性增加，手感变硬。
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17
2.1.2 聚酯纤维
聚酯是制造聚酯纤维、涂料、薄膜及工程塑料的 原料，是由饱和的二元酸与二元醇通过缩聚反应 制得的一类线性高分子缩聚物。这类缩聚物的品 种因随使用原料或中间体而异，故品种繁多数不 胜数。但所有品种均有一个共同特点，就是其大 分子的各个链节间都是以酯基“－COO－”相联， 所以把这类缩聚物通称为聚酯。以聚酯为基础制 得的纤维称为涤纶，是三大合成纤维（涤纶、锦 纶、腈纶）之一，是最主要的合成纤维。
16000-22000 19000-21000 53000-160000
高聚物
聚乙烯醇 全同聚丙烯
相对分子质量
60000-80000 180000-300000
主要成纤高聚物的相对分子质量
7
3. 侧链结构 所有的天然聚合物和大多数成纤聚合物的侧链
都含有极性基团。极性基团的存在对于大分子链 间的相互作用和纤维的溶解性、热性能、吸湿性、 染色性等都有很大的影响。
9
二、聚合物的纺丝方法
1、熔体纺丝 凡能熔融或转变成粘流
态而不发生显著分解的成 纤聚合物都可采用熔体纺 丝。
熔体纺丝不用溶剂，工艺简单，成本低，特点是纺丝速度 快，生产能力大。一般纺丝速度在1000~1200m/min。
10
11
12
2、湿法纺丝 将聚合物溶解于合适的溶剂中，制成纺丝液，再由喷 丝孔喷出细流，进入凝固浴，细流中的溶剂向凝固液 扩散，而凝固浴中的凝固剂向细流扩散，聚合物在凝 固浴中析出，形成纤维。
第二章 纺织纤维
本章知识点： 2.1 合成纤维 2.2 纤维素纤维 2.3 蛋白质纤维 重点：聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯等 纤维的合成、结构和理化性质，纤维素和蛋 白质的基础知识，棉、麻、蚕丝、羊毛纤维 的结构和理化性质。 难点：聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯等 纤维的合成，蚕丝、羊毛的化学加工。
按来源分类
天然纤维
棉花、 羊毛、 蚕丝、
麻 石棉
化学纤维
再
合
生
成
纤
纤
维
维
3
纤维的分类
再生纤维：以天然高聚物为原料，经过化学处理 与机械加工而制得的纤维。
再生纤维
再生蛋白质纤维 大豆纤维 牛奶纤维
再生纤维素纤维 粘胶纤维 铜氨纤维 醋酯纤维
4
纤维的分类 合成纤维：以石油、天然气、煤及农副产品等为 原料，经过一系列化学反应合成高分子，再加工 制得纤维。
对苯二甲酸双羟乙酯
路线（1）和路线（2）对比：省去了DMT的制造及甲醇的 回收等工序，工艺过程简单，但该路线对原料对苯二甲酸和 乙二醇的纯度要求较高。
22
二、PET的结构与相对分子质量 1、结构
HOCH2CH2OOC－ －COOCH2CH2OH
① PET是具有对称苯环结构，没有支链的线型分子，除了 两端含有-OH外，不含有亲水性基团，故吸湿性染色 性差；
H3COOC－
－COOCH3 ＋ 2HOCH2CH2OH Zn（CH3COO）2
HOCH2CH2OOC－ －COOCH2CH2OH
对苯二甲酸双羟乙酯
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
21
（2）对苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路线（直接酯化聚 酯法），目前发展很快。
HOOC－
－COOH ＋ 2 HOCH2CH2OH HOCH2CH2OOC－ －COOCH2CH2OH
18
19
2.1.2 聚酯纤维PET
对苯二甲酸
EO
TPA
主要
环氧乙烷
原料
对苯二甲酸 二甲酯
DMT
EG
乙二醇
20
一、聚对苯二甲酸乙二醇酯的合成
（1）酯交换聚酯路线（酯交换聚酯法）
最早（1953年）实现工业的聚酯路线，技术最成熟， 目前大型涤纶生产商基本采用此法。
是将对苯二甲酸二甲酯与乙二醇按1∶2.5（摩尔比）比例 混合，在醋酸锌、醋酸锰和醋酸钴催化剂的作用下，发生 酯交换反应，生成对苯二甲酸双羟乙酯。
② 聚酯纤维的结构为高度对称芳环的线型聚合物，没有 大的侧基和支链，易于取向和结晶，具有较高的强度 和良好的成纤性及成膜性，结晶度为40%～60%，结 晶速度慢。
合成纤维
杂链纤维
聚酰胺纤维 聚酯纤维
聚氨酯纤维 等……
碳链纤维
聚丙烯腈纤维 聚乙烯醇缩醛
纤维 等……
5
2.1 合成纤维
2.1.1合成纤维概述 一、成纤聚合物的结构特征
高聚物的品种很多，但并不是所有高聚物都能用于 纺丝，而是具有如下特征的高聚物都能进行纺丝。 1. 成纤高聚物均为线型高分子 2. 主链分子结构线型或支化度很低，没有庞大侧基 的聚合物，用这类高分子纺制的纤维能沿纤维纵轴 方向拉伸而有序排列。当纤维受到拉力时，大分子 能同时承受作用力，使纤维具有较高的拉伸强度和 适宜的延伸度及其他物理-力学性能。
6
2. 成纤高聚物具有适宜的相对分子质量 线型高 聚物分子链的长度对纤维的物理-力学性能影响 很大，尤其是对纤维的机械强度、耐热性和溶解 性的影响更大。相对分子质量太高太低均不好， 高者不易加工，低者性能不好。常见的主要成纤 高聚物的相对分子质量如下表所示。
高聚物
聚酰胺-6或-66 聚酯
聚丙烯腈
相对分子质量
8
4. 结晶结构 用于纺制纤维的聚合物一般都要求是半结
晶结构的聚合物。结晶区的存在使纤维具有较 高的强度和模量，而非结晶区的存在使纤维具 有一定的弹性、耐疲劳性和染色性。半结晶结 构能使原来排列不规整的分子链，经过拉伸取 向而沿着纤维轴进行有序排列的这种状态固定 下来。 成纤高聚物应具有可溶性和熔融性 只有这样 才能将高聚物溶解或熔融成溶液或熔体，再经 纺丝、凝固或冷却形成纤维，否则就不能进行 纺丝。
1
学习目的要求
掌握纺织纤维的分类与特征；初步掌握棉、 麻、丝、毛、聚酯纤维、锦纶纤维、腈纶纤维、 聚丙烯纤维的生产技术、结构、性能及应用。
2
纺织纤维概述
纤维是指柔韧、纤细，具有相当长度、强度、弹性和吸 湿性的丝状物。大多数是不溶于水的有机高分子化合物， 少数是无机物。
典型的纺织纤维的直径为几微米至几十微米，而长度超 过25mm。
13
14
3、干法纺丝 也需要将聚合物溶解在溶剂中 配成纺丝溶液，而后段过程与 熔体纺丝相似，从喷丝头挤压 出来的细流不是进入凝固浴， 而是导入纺丝甬道，在甬道中 利用热空气使细流中的溶剂挥 发而凝固成纤维。
15
16
三、成纤聚合物的力学状态
合成纤维一般都具有机械强度高、耐磨性能好、 密度轻、耐酸、耐碱、耐氧化剂以及不易霉蛀等特 点，但也存在吸湿低、透气性差、容易产生静电、 易沾污、不易染色等缺点，为了提高纤维的使用性 能，必须了解各种纤维的结构和性能。
2.1.2 聚酯纤维
聚酯是制造聚酯纤维、涂料、薄膜及工程塑料的 原料，是由饱和的二元酸与二元醇通过缩聚反应 制得的一类线性高分子缩聚物。这类缩聚物的品 种因随使用原料或中间体而异，故品种繁多数不 胜数。但所有品种均有一个共同特点，就是其大 分子的各个链节间都是以酯基“－COO－”相联， 所以把这类缩聚物通称为聚酯。以聚酯为基础制 得的纤维称为涤纶，是三大合成纤维（涤纶、锦 纶、腈纶）之一，是最主要的合成纤维。
16000-22000 19000-21000 53000-160000
高聚物
聚乙烯醇 全同聚丙烯
相对分子质量
60000-80000 180000-300000
主要成纤高聚物的相对分子质量
7
3. 侧链结构 所有的天然聚合物和大多数成纤聚合物的侧链
都含有极性基团。极性基团的存在对于大分子链 间的相互作用和纤维的溶解性、热性能、吸湿性、 染色性等都有很大的影响。
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二、聚合物的纺丝方法
1、熔体纺丝 凡能熔融或转变成粘流
态而不发生显著分解的成 纤聚合物都可采用熔体纺 丝。
熔体纺丝不用溶剂，工艺简单，成本低，特点是纺丝速度 快，生产能力大。一般纺丝速度在1000~1200m/min。
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2、湿法纺丝 将聚合物溶解于合适的溶剂中，制成纺丝液，再由喷 丝孔喷出细流，进入凝固浴，细流中的溶剂向凝固液 扩散，而凝固浴中的凝固剂向细流扩散，聚合物在凝 固浴中析出，形成纤维。
第二章 纺织纤维
本章知识点： 2.1 合成纤维 2.2 纤维素纤维 2.3 蛋白质纤维 重点：聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯等 纤维的合成、结构和理化性质，纤维素和蛋 白质的基础知识，棉、麻、蚕丝、羊毛纤维 的结构和理化性质。 难点：聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯等 纤维的合成，蚕丝、羊毛的化学加工。
按来源分类
天然纤维
棉花、 羊毛、 蚕丝、
麻 石棉
化学纤维
再
合
生
成
纤
纤
维
维
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纤维的分类
再生纤维：以天然高聚物为原料，经过化学处理 与机械加工而制得的纤维。
再生纤维
再生蛋白质纤维 大豆纤维 牛奶纤维
再生纤维素纤维 粘胶纤维 铜氨纤维 醋酯纤维
4
纤维的分类 合成纤维：以石油、天然气、煤及农副产品等为 原料，经过一系列化学反应合成高分子，再加工 制得纤维。
对苯二甲酸双羟乙酯
路线（1）和路线（2）对比：省去了DMT的制造及甲醇的 回收等工序，工艺过程简单，但该路线对原料对苯二甲酸和 乙二醇的纯度要求较高。
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二、PET的结构与相对分子质量 1、结构
HOCH2CH2OOC－ －COOCH2CH2OH
① PET是具有对称苯环结构，没有支链的线型分子，除了 两端含有-OH外，不含有亲水性基团，故吸湿性染色 性差；
H3COOC－
－COOCH3 ＋ 2HOCH2CH2OH Zn（CH3COO）2
HOCH2CH2OOC－ －COOCH2CH2OH
对苯二甲酸双羟乙酯
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
21
（2）对苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路线（直接酯化聚 酯法），目前发展很快。
HOOC－
－COOH ＋ 2 HOCH2CH2OH HOCH2CH2OOC－ －COOCH2CH2OH
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2.1.2 聚酯纤维PET
对苯二甲酸
EO
TPA
主要
环氧乙烷
原料
对苯二甲酸 二甲酯
DMT
EG
乙二醇
20
一、聚对苯二甲酸乙二醇酯的合成
（1）酯交换聚酯路线（酯交换聚酯法）
最早（1953年）实现工业的聚酯路线，技术最成熟， 目前大型涤纶生产商基本采用此法。
是将对苯二甲酸二甲酯与乙二醇按1∶2.5（摩尔比）比例 混合，在醋酸锌、醋酸锰和醋酸钴催化剂的作用下，发生 酯交换反应，生成对苯二甲酸双羟乙酯。
② 聚酯纤维的结构为高度对称芳环的线型聚合物，没有 大的侧基和支链，易于取向和结晶，具有较高的强度 和良好的成纤性及成膜性，结晶度为40%～60%，结 晶速度慢。
合成纤维
杂链纤维
聚酰胺纤维 聚酯纤维
聚氨酯纤维 等……
碳链纤维
聚丙烯腈纤维 聚乙烯醇缩醛
纤维 等……
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2.1 合成纤维
2.1.1合成纤维概述 一、成纤聚合物的结构特征
高聚物的品种很多，但并不是所有高聚物都能用于 纺丝，而是具有如下特征的高聚物都能进行纺丝。 1. 成纤高聚物均为线型高分子 2. 主链分子结构线型或支化度很低，没有庞大侧基 的聚合物，用这类高分子纺制的纤维能沿纤维纵轴 方向拉伸而有序排列。当纤维受到拉力时，大分子 能同时承受作用力，使纤维具有较高的拉伸强度和 适宜的延伸度及其他物理-力学性能。
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2. 成纤高聚物具有适宜的相对分子质量 线型高 聚物分子链的长度对纤维的物理-力学性能影响 很大，尤其是对纤维的机械强度、耐热性和溶解 性的影响更大。相对分子质量太高太低均不好， 高者不易加工，低者性能不好。常见的主要成纤 高聚物的相对分子质量如下表所示。
高聚物
聚酰胺-6或-66 聚酯
聚丙烯腈
相对分子质量
8
4. 结晶结构 用于纺制纤维的聚合物一般都要求是半结
晶结构的聚合物。结晶区的存在使纤维具有较 高的强度和模量，而非结晶区的存在使纤维具 有一定的弹性、耐疲劳性和染色性。半结晶结 构能使原来排列不规整的分子链，经过拉伸取 向而沿着纤维轴进行有序排列的这种状态固定 下来。 成纤高聚物应具有可溶性和熔融性 只有这样 才能将高聚物溶解或熔融成溶液或熔体，再经 纺丝、凝固或冷却形成纤维，否则就不能进行 纺丝。
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学习目的要求
掌握纺织纤维的分类与特征；初步掌握棉、 麻、丝、毛、聚酯纤维、锦纶纤维、腈纶纤维、 聚丙烯纤维的生产技术、结构、性能及应用。
2
纺织纤维概述
纤维是指柔韧、纤细，具有相当长度、强度、弹性和吸 湿性的丝状物。大多数是不溶于水的有机高分子化合物， 少数是无机物。
典型的纺织纤维的直径为几微米至几十微米，而长度超 过25mm。
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3、干法纺丝 也需要将聚合物溶解在溶剂中 配成纺丝溶液，而后段过程与 熔体纺丝相似，从喷丝头挤压 出来的细流不是进入凝固浴， 而是导入纺丝甬道，在甬道中 利用热空气使细流中的溶剂挥 发而凝固成纤维。
15
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三、成纤聚合物的力学状态
合成纤维一般都具有机械强度高、耐磨性能好、 密度轻、耐酸、耐碱、耐氧化剂以及不易霉蛀等特 点，但也存在吸湿低、透气性差、容易产生静电、 易沾污、不易染色等缺点，为了提高纤维的使用性 能，必须了解各种纤维的结构和性能。